非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术的目的之一是提供一种循环特性优异的非水电解质二次电池。本发明专利技术的非水电解质二次电池具备：能够进行锂的吸藏释放的正极（3c），该正极（3c）含有由具有层状晶体结构的含锂过渡金属氧化物构成的正极活性物质；和能够进行锂的吸藏释放的负极（3a），该负极（3a）含有由用与Ti不同的1种以上的元素置换了具有尖晶石晶体结构的含锂的钛氧化物的Ti元素的一部分的含锂过渡金属氧化物构成的负极活性物质，将所述负极的保留率设定得比所述正极的保留率大，将所述负极的不可逆容量率设定得比所述正极的不可逆容量率大，通过负极规制来终止放电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的目的之一是提供一种循环特性优异的非水电解质二次电池。本专利技术的非水电解质二次电池具备：能够进行锂的吸藏释放的正极（3c），该正极（3c）含有由具有层状晶体结构的含锂过渡金属氧化物构成的正极活性物质；和能够进行锂的吸藏释放的负极（3a），该负极（3a）含有由用与Ti不同的1种以上的元素置换了具有尖晶石晶体结构的含锂的钛氧化物的Ti元素的一部分的含锂过渡金属氧化物构成的负极活性物质，将所述负极的保留率设定得比所述正极的保留率大，将所述负极的不可逆容量率设定得比所述正极的不可逆容量率大，通过负极规制来终止放电。【专利说明】非水电解质二次电池
本申请涉及具备含有含锂的钛氧化物的负极活性物质和具有层状结构的正极活性物质的非水电解质二次电池，尤其是涉及锂离子二次电池。
技术介绍
近年来，已开发出各种非水电解质二次电池。作为非水电解质二次电池的代表性的电池，有锂离子二次电池。作为锂离子二次电池的负极活性物质，以往主要使用碳材料，但是新开发出锂钛复合氧化物材料，并受到注目。例如，在负极活性物质中使用了 Li4Ti5O12的锂离子二次电池已被实用化。Li4Ti5O12是具有尖晶石型的晶体结构的材料，能够反复进行Li的吸藏或释放，所以能够用作锂离子二次电池的活性物质。Li4Ti5O12以锂的标准氧化还原电位（Li/Li+)为基准在约I. 5V的电位下进行Li的吸藏或释放。因此可以认为，在将Li4Ti5O12作为负极活性物质在锂离子二次电池中使用的情况下，即使因急速充电等产生反应过电压，也难以在负极析出锂金属，从而实现安全性高的锂离子二次电池。另外，还具有伴随充放电的晶格膨胀非常少这样的特征。另一方面，作为锂离子二次电池的正极活性物质，通常使用具有层状或尖晶石型的晶体结构的氧化物材料。尤其是具有层状的晶体结构的氧化物材料能够实现高容量因而受到注目。作为代表例，能够列举 LiCo02、LiNi0.81Co0.15A10.0402, LiNi1/3Mn1/3Co1/302 等。因此，将具有层状结构的复合氧化物以及Li4Ti5O12分别作为正极活性物质以及负极活性物质使用的锂离子电池的开发正被推进。例如，专利文献I中提出了在负极中使用以通式LiaTi3_a04 (式中a表示0 < a < 3的数)表示的钛酸锂化合物、在正极中使用以通式LiCobNi1^bO2 (0 ≤ b ≤ I)、LiAlcCodNia_c_d02 (0 ≤ c ≤ 1、0 ≤ d ≤ 1、0 ≤ c+d ( I)表示的化合物的锂离子二次电池。在具备上述的正极和负极的现有的非水电解质二次电池中，负极的初次充放电时的不可逆容量率(保留率retention)比正极小。因此，在放电时通过在负极的电位上升之前正极的电位下降，从而达到电池的截止电压(终止电压)。将这样地通过正极电位的下降从而电池电压达到截止电压称为正极规制。另外，相反地，将通过在正极的电位下降之前负极的电位上升，从而电池电压达到截止电压称为负极规制。在先技术文献专利文献I :日本特开2001-143702号公报
技术实现思路
然而，在上述现有技术的非水电解质二次电池中，由于在放电时正极的电位下降，所以存在正极活性物质的劣化进行、循环特性恶化这样的问题。本申请的非限定性的例示的实施方式提供循环特性优异的非水电解质二次电池。本申请中所公开的非水电解质二次电池，具备：能够进行锂的吸藏释放的正极，该正极含有由具有层状晶体结构的含锂过渡金属氧化物构成的正极活性物质；和能够进行锂的吸藏释放的负极，该负极含有由用与Ti不同的I种以上的元素置换了具有尖晶石晶体结构的含锂的钛氧化物的Ti元素的一部分的含锂过渡金属氧化物构成的负极活性物质，通过负极规制来终止放电。根据本专利技术的一个方式涉及的非水电解质二次电池，由于负极活性物质由用与Ti不同的I种以上的元素置换了含锂的钛氧化物的Ti元素的一部分的化合物构成，所以能够具有比含锂的钛氧化物大的不可逆容量率。由此，通过负极规制，能够实现循环特性优异的非水电解质二次电池。【专利附图】【附图说明】图IA是表示本专利技术的非水电解质二次电池的一个实施方式的剖面图。图IB是示意性表示图IA中示出的非水电解质二次电池的电极组（电极群)的结构的剖面图。图IC表示本专利技术的非水电解质二次电池的正极和负极的充放电曲线。图2表示实施例I的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图3表示实施例2的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图4表示实施例3的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图5表示实施例4的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图6表示实施例5的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图7表示实施例6的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图8表示实施例7的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图9表示实施例8的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图10表示实施例9的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图11表示实施例10的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图12表示实施例11的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图13表示实施例12的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图14表示实施例13的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图15表示实施例14的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图16表示实施例15的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图17表示实施例16的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图18表示实施例17的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图19表示实施例18的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图20表示实施例19的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图21表示实施例20的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图22表示实施例21的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图23表示实施例22的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图24表示实施例23的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图25表示实施例24的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图26表示实施例25的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图27表示实施例26的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图28表示实施例27的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图29表示实施例28的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图30表示实施例29的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图31表示比较例I的负极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图32表示实施例30的正极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图33表示实施例31的正极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图34表示实施例32的正极活性物质的对于金属Li的充放电曲线。图35表示实施例的电池和比较例的电池的循环特性。图36表示使用了比较例I的负极（以及实施例32的正极)的非水电解质二次电池的正极和负极的充放电曲线。【具体实施方式】本专利技术的一个方式的概要如下。作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池，具备：能够进行锂的吸藏释放的正极，该正极含有由具有层状晶体结构的含锂过渡金属氧化物构成的正极活性物质；和能够进行锂的吸藏释放的负极，该负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤夏美，竹内崇，长谷川正树，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：